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随着无线通信技术迅猛发展，移动用户主要业务需求不再局限于低速率语音业务，而是对高速率数据业务提出更多要求。针对第四代移动通信标准(IMT-A)提出的下行高达1Gbps增强峰值速率指标要求，作为IMT-A候选标准之一的LTE-A通过采用增强型MIMO等技术，为用户提供最佳的业务体验。特别是将可支持最大带宽扩展到100MHz，为实现上述峰值速率的最有效且必要条件之一。但是，面对有限的频谱资源，频谱的激烈竞争以及可用频谱的零散性使得大规模连续频谱部署变得不现实。在此背景下，LTE-A针对载波聚合技术展开深入研究，基于载波聚合，可以将两个或两个以上离散的小带宽成员载波聚合在一起，更加有效地利用现有频谱资源提供更大带宽，并使频谱部署更加灵活。
论文的主要工作如下：
针对载波聚合场景中的无线资源管理问题，搭建了基于LTE-A的系统级仿真平台，以验证后续章节提出的机制、方案和算法。利用业界认可的仿真结果，对平台进行了校准。该仿真平台不仅对作者参与的与日本运营商合作项目的研究成果进行了验证，同时具有良好的可扩展性。
载波聚合场景下，受限于业务数据量和终端聚合能力，LTE-A用户所配置成员载波数一般少于系统可用成员载波总数，需设计成员载波选择算法。针对现有随机成员载波分配和最小负载优先成员载波分配方案仅考虑负载均衡而未考虑系统吞吐量的缺陷，通过引入随机过程理论，构建载波聚合数学模型，设计成员载波选择算法，实现系统吞吐量最大化。
对多成员载波小区场景进行了更加深入的分析，提出一种准异构网络分析模型。基于该分析模型，借助异构网络中的层次分析法，给出了使系统吞吐量、边缘用户吞吐量、以及系统公平性等多方面性能得到提升的成员载波选择方案。
针对LTE-A系统多成员载波特性，分析资源调度算法与频率复用机制等资源分配策略，改进单载波系统中的PF调度算法，并归纳总结现有频率复用方案，经过理论分析，设计多种新型频率复用方案，以实现干扰消除，对LTE-A中频率复用具有一定理论指导意义。